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7/24/2019 GEOMECANICA APLICADA PARA EL SOSTENIMIENTO DE LA MINA RICOTONA .pdf

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LA GEOMECANICA EN EL SOSTENIMIENTO EN LA MINA RICOTONA 1

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA

BASTIDAS DE APURMAC

FACULTAD DE INGENIERA

PLAN DE TESIS

LA GEOMECANICA EN EL SOSTENIMIENTO ENLA MINA

RICOTONA LAMBRAMA 2016.

Docente:ING. JUAN ORESTES ANGELINOMENDOZA

Presentado por: BLAS PLACIDO CCORAHUASEQUEIROS

AbancayApurmac

2016


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A. Resumen

El presente trabajo de investigacin se realiza por motivos de que en la minera artesanal hanocurrido problemas de desprendimiento de rocas, muchas de ella han causado la perdida de

muchos trabajadores, se realizara un periodo de tiempo de 6 meses, con el objetivo de

determinar el sistema de sostenimiento de acuerdo a la identificacin de la resistencia a la

compresin simple en la mina RICOTNA 2016, en la cual se realizara la Determinar la

resistencia a la compresin simple del macizo rocoso estudiada,Proponer un criterio de diseopara la excavacin de la labor, Proponer el tipo de sostenimiento que pueda realizarse segn

el estudio del macizo rocoso. Se estudiara la estructura del macizo rocoso para la aplicara la

Geomecnica, de acuerdo al anlisis obtenido determinaremos el sistema de sostenimiento

que se aplicara en la labor. El mecanismo de investigacin que se realizara de forma cualitativa

y cuantitativa, Los estudios Geomecnica estn referidos a la determinacin de las

caractersticas del macizo rocoso, mediante el anlisis litolgico estructural del mismo; paraposteriormente establecer las caractersticas del comportamiento mecnico del macizo

rocoso, determinando las propiedades fsicas, mecnicas y la resistencia compresiva del macizo

rocoso y del mineral. Finalmente se realiza la determinacin de los dominios estructurales,

para as establecer un factor de seguridad del macizo rocoso frente a la apertura de la labor

con un sistema de sostenimiento para un adecuado proceso de minado.


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B.

NDICE GENERAL

Resumen 2

Introduccin . 5

CAPITULO I

PLANTEAMIENTO METODOLGICO

1.1

descripcin de la realidad problemtica. 6

1.2delimitacin de la investigacin. 6

1.3problemas de investigacin (formulacin del problema). 6

1.3.1 problema principal. 6

1.3.2 problema secundario..6

1.4OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION6

1.4.1 objetivos generales...6

1.4.2 objetivos especficos.6

1.5HIPOTESIS Y VARIABLES DE LA INVESTIGACION.7

1.5.1

hiptesis general.7

1.5.2 hiptesis secundario.7

1.5.3 variable de la investigacin operacionalizacion de

investigacin7

1.6DISEO DE LA INVESTIGACION..7

1.6.1 tipo de investigacin.7

1.6.2 nivel de investigacin..7

1.6.3 mtodo de investigacin...7

1.7

POBLACION Y MUESTRA DE LA INVESTIGACION.7

1.7.1

Poblacin..7

1.7.2

Muestra.81.8

TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS8

1.8.1

Tcnicas.8

1.8.2

Instrumentos.8

1.9

JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION.8

CAPITULO II

2. MARCO TEORICO

2.1

ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION..92.2BASES

TEORICAS..9

2.2.1.- CONSIDERACIONES DE LAS MINAS ARTESANALES. 9

2.2.1.1.- HISTORIA... 9

2.2.2.- Evaluacin Geomecnica del macizo rocoso.. 10

2.2.2.1.- Caracterstica de la roca 10

2.2.2.2.- Discontinuidades de la masa rocosa 11

2.2.2.3.- Propiedades De Las Discontinuidades. 14

2.2.2.4.- Caracterizacin Del Macizo Rocoso 17

2.2.2.5.- Clasificaciones Geomecnica 172.2.2.6.- Mapeo Geomecnico. 18


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2.2.2.7.- Sostenimiento De Labores Subterrneas ..19

2.3DEFINICION DE TERMINOS BASICOS..23

CAPITULO III

PRESENTACION, ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

3.1.- CLASIFICACIN GEOMECNICA DE BIENIAWSKI - RMR (1989)....24

3.2.- ELECCION DEL TIPO DE SOSTENIMIENTO29

A.

CONCLUCIONES 30

B.

RECOMENDACIONES 30

C. ANEXOS 31

1. FUENTE DE INFORMACION..31

2.

MATRIZ DE CONSISTENCIA32

3. PLANOS ..33

4. FOTOS..35


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D.

Introduccin

La minera artesanal es una de las actividades que predispone un alto riesgo accidentes e

incidentes durante el proceso de minado, generndose en gran mayora por la cada o

desprendimientos del mismo mineral o de las rocas enajenantes que albergan la mineralizacin.

Para superar este problema se hace necesario controlar diariamente las labores de minado y

aparte de ello incentivar a los trabajadores que deben utilizar los equipos de proteccin personal,para minimizar los riesgos sobre accidentes e incidentes.

El presente trabajo de investigacin se titula:LA GEOMECANICA EN EL SOSTENIMIENTO ENLA MINA RICOTONA DE LAMBRAMA 2015, la cual permitir establecer los lineamientos paracualificar y cuantificar el sistema de informacin Geomecnica, considerando los estndares del

ISRM (Society International For Rock Mevhanics) para obtener como resultado un adecuado

sostenimiento para el laboreo minero. Minimizando de este modo riesgos de accidentes e

incidentes por la cada de rocas.

Para tomar un conocimiento adecuado de las condiciones del macizo rocoso se recurre al estudio

detallado de la Geomecnica, lo cual permitir tener una visin amplia de las consideraciones delas rocas donde se ejecutan los trabajos de minado en la mina de estudio. Las consideraciones de

la calidad de la roca en las diferentes labores mineras artesanales y en las diferentes ubicaciones

nos conducen a determinar su permanencia para poder aplicar un sistema de sostenimiento

frente a un posible riesgo de cada o desprendimiento de roca, lo cual va establecer una

minimizacin de accidentes por estas consideraciones.

El trabajo consiste en un inters personal importante, porque somos consciente de la necesidad

de plantear alguna alternativa de solucin frente al creciente nmero de accidentes mortales en

el sector minero artesanal. Especialmente cuando se trata de preservar el bien ms valioso, que

es la vida del trabajador. Por lo cual, se ha considerado razonable la elaboracin del trabajo como

una alternativa para poner en marcha un programa conducente a prevenir, controlar y

administrar la seguridad y salud ocupacional con eficacia y eficiencia.


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CAPITULO I

3.

PLANTEAMIENTO METODOLGICO

3.1descripcin de la realidad problemtica

El problema surge de tantos accidentes mortales e incidentes que ocurre en una minera artesanal

por desprendimiento y cada de rocas, y sin duda es una actividad de ms alto riesgo que el

hombre realiza. Segn las estadsticas aproximadamente el 20% de estas fatalidades ocurre por

el desprendimiento de rocas. Y si le aadimos el 10% de accidentes originados por derrumbes,

deslizamientos, soplado de mineral o escombros, es la segunda causa de muerte en minera

artesanal por la inestabilidad de las rocas.

Hoy en da la Geomecnica juega un papel muy importante en la industria minera, en lo que es la

estabilidad de la masa rocosa, esto por las aberturas que existen en las minas como consecuencia

de las operaciones mineras. La Geomecnica es una herramienta muy valiosa que permite entre

otras cosas: establecer dimensiones adecuadas de las labores mineras, establecer la direccingeneral de avance del minado a travs del cuerpo mineralizado, especificar el sostenimiento

adecuado, asegurar el rendimiento adecuado de la masa rocosa involucrada con las operaciones,

etc.

3.2problemas de investigacin (formulacin del problema)

3.2.1

problema general

Con la determinacin de los parmetros geomecnicos RMR y RQD se podr determinar el

sistema de sostenimiento de la labor minera artesanal Ricotona 2016?

3.2.2

problema especficos

Cmo incide la caracterizacin de macizo rocoso en el sistema de sostenimiento aplicadoen la labor minera Ricotona 2016?

Ser adecuado la aplicacin de sistema de sostenimiento con cuadros de madera en la

labor mineral Ricotona 2016?

3.3OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION

3.3.1

objetivo general

Determinacin los parmetros Geomecnicos RMR de Bieniawski y RQD para la seleccindel sistema de sostenimiento.

3.3.2 objetivos especficos


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1. Determinar la resistencia a la compresin simple del macizo rocoso estudiada.

2. Determinar el sistema con cuadros y puntales de madera.

3. Proponer el tipo de sostenimiento que pueda realizarse segn el estudio del

macizo rocoso.

3.4

HIPOTESIS Y VARIABLES DE LA INVESTIGACION

3.4.1

hiptesis general

Con la aplicacin de la geomecnica se determinara el sistema de sostenimiento adecuado en la

mina Ricotona de Lambrama 2016.

3.4.2 hiptesis secundario

Cmo incide la caracterizacin del macizo rocoso para la determinacin del

sistema de sostenimiento con cuadros y puntales de madera, para la mejor

estabilidad de la labor minera Ricotona Lambrama 2015.

Los elementos de sostenimiento aplicado en la Ricotona, garantizan la estabilidad

de la labor.

3.4.3

variable de la investigacin operacionalizacion de investigacin.

a.

Variables independientes:

Aplicacin de la Geomecnica en la mina RICOTONA.

RQD

RMR de Bieniawski (1989)b. Variables dependientes:

Tipo de sostenimiento que se realizara en la labor minera LA RICOTONA.

Cuadros de madera Puntales de madera

Pernos de anclaje

3.5METODOLOGIA DE INVESTIGACION

3.5.1 tipo de investigacin

Se trata de una investigacin aplicada del tipo descriptivo y analtico.

3.5.2 nivel de investigacin

Se trata de una investigacin aplicada del tipo descriptivo y experimental por los objetivos

que persigue.

3.5.3 mtodo de investigacin

El mtodo que se utiliza es descriptivo y explicativo.

3.6POBLACION Y MUESTRA DE LA INVESTIGACION

3.6.1 Poblacin


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La poblacin de estudio, estar constituido por las muestras obtenidas de la labor minera,

que permitir determinar el sistema de sostenimiento que se usara en la mina LA

RICOTONA.

3.6.2

Muestra

Para el presente estudio se han tomado muestras, de nmero de rebotes con el martillo deSchmidt para determinar la resistencia del macizo rocoso y de acuerdo a ello nosotros

podemos determinar el sistema de sostenimiento

3.7TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS

3.7.1 Unidad de anlisis y de muestra

La unidad de anlisis se realiza con los datos de campo obtenidos mediante un muestreosistemtico del macizo rocoso; as como, las pruebas de rebote con martillo de Schmidtrealizadas, en lugares donde se ejecutan las labores mineras de desarrollo de la minaRICOTONA.

3.7.2 tcnicas

Para este caso y casos similares, se procede del modo siguiente:Levantamiento litolgico estructural del punto elegido, mediante el mtodo de detallelineal, determinando las caractersticas de las discontinuidades, rumbo, buzamiento,azimut y direccin de buzamiento. As como el relleno, persistencia, rugosidad,espaciamiento de discontinuidades y presencia de agua. Mediante clasificacionesgeomecnica como RMR se determina la calidad del macizo rocoso

3.7.3

Instrumentos

Los instrumentos de investigacin estarn constituidos por el martillo Schmidt quepermitir realizar las pruebas de rebote en el macizo rocoso, en la labor minera artesanalRicotona de la unidad en estudio. En caso de rocas incompetentes se har un muestreode las mismas para ser analizado en el laboratorio por compresin y consideracionesfsicas de la roca y mineral

3.8JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACION

En la mina Ricotona, la complejidad del yacimiento y las condiciones Geomecnica, la calidadroca de regular a mala por la presencia de agua subterrnea, nos permite evaluar y analizar

la clasificacin Geomecnica de Bieniawski - RMR (1989) y RQD, mediante el nmero de

rebotes de martillo de Schmidt, los cuales determinara si podemos utilizar el sostenimiento

en la mina Ricotona de Lambrama 2016. Adems determinaremos la resistencia a la

compresin de la roca.


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CAPITULO II

4.

MARCO TEORICO

4.1ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION

Segn el estudio estadstico de accidentes e incidentes fatales ocurridos en las minasartesanales fue por desprendimiento de rocas. Si solo en la cada de rocas los accidentesson muchos, si aadimos los otros accidentes q son originados por derrumbes,deslizamientos, soplados de mineral o escombros, es la segunda causa de accidentes dems fatalidades en relacin con la inestabilidad de rocas.El planeamiento estratgico de esta investigacin se desarrolla ao tras ao en nuestro

pas para mejorar los conceptos modernos y as afianzar a los dedicados a la actividad

minera de cmo se puede prevenir todo los accidentes mencionados anteriormente.

Mayormente en la minera artesanal tenemos que exigir que utilicen herramientas

adecuadas las cuales ayudaran a disminuir los incidentes que se ocasionan, y al mismo

tiempo tambin incentivar y motivar a que los trabajadores utilicen sus equipos de

proteccin personal.

4.2

BASES TEORICAS

2.2.1.- CONSIDERACIONES DE LAS MINAS ARTESANALES

2.2.1.1.- HISTORIA

Segn la tesis desprendimiento de rocas que generan accidentes fatales en la minera

peruana

La Minera Artesanal es una actividad que involucra a no menos de 40 mil familias

peruanas, provenientes de todos los rincones del pas, que han encontrado una gran

oportunidad para salir de la pobreza y combatir el desempleo, forjando un futuro mejor

con sus propias manos. Con poca inversin, tecnologa sencilla y trabajo intensivo

aprovechan aquellos yacimientos que para la minera convencional han dejado de ser

atractivos hace dcadas.

Esta actividad toma un gran impulso a partir de los aos 80 en un contexto de precios

altos de los metales, alimentado adems por procesos migratorios generados por la

recesin econmica, la crisis del agro y la violencia poltica. Las mejores oportunidades

para su desarrollo se dieron en los yacimientos aurferos de Madre de Dios, Puno y del

llamado Sur Medio (Ica, Ayacucho, Arequipa).

De acuerdo a cifras oficiales, la minera artesanal produce 17 toneladas de oro al ao, lo

que representa aproximadamente 150 millones de dlares. A esto se suma la produccin

de minerales no-metlicos y materiales de construccin. Estas caractersticas reflejan el

gran potencial de esta actividad para contribuir a la generacin de empleo, reduccin de

la pobreza, desarrollo local, obtencin de divisas e ingresos fiscales.


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A pesar de su enorme potencial, la minera artesanal enfrenta cotidianamente mltiples

problemas. Lo que al inicio fueron campamentos espontneos, hoy son centros poblados

desordenados y sin servicios bsicos, donde la cercana de socavones y viviendas atenta

contra la salud de sus pobladores. Al peligro del trabajo en la mina se suman los riesgos

de la contaminacin ambiental, sobre todo por mercurio. Una vez emitido al medio

ambiente, la rehabilitacin de reas contaminadas por este metal lquido y txico essumamente difcil y costosa.

Sumidos en la informalidad durante dcadas, la visin de los mineros y sus familias se

redujo a metas inmediatas y de supervivencia. Quedaron relegados entonces el desarrollo

comunitario, la inversin en la mina y sobre todo, la organizacin social. El trabajo infantil

es apenas uno los efectos ms visibles de esta situacin, pero tratndose de las futuras

generaciones, es uno de los problemas que ms nos debe preocupar.

2.2.2.- EVALUACIN GEOMECNICA DEL MACIZO ROCOSO

2.2.2.1.- CARACTERISTICAS DE LA ROCA

La roca difiere de la mayora de otros materiales utilizados en la ingeniera. Esta tiene

discontinuidades (fracturas) de diferentes tipos, que hacen que su estructura sea

discontinua. Adems, debido a los procesos geolgicos que la han afectado entre el

tiempo de su formacin y la condicin en la cual la encontramos en la actualidad, presenta

heterogeneidades y propiedades variables. Todas estas caractersticas requieren ser

evaluadas en forma permanente durante el laboreo minero. Primero es necesario

distinguir lo que es el material rocoso o tambin denominado roca intacta y lo que es

la masa rocosa o tambin denominada macizo rocoso.

Roca intacta

Es el bloque ubicado entre las discontinuidades y podra ser representada por una

muestra de mano o trozo de testigo que se utiliza para ensayos de laboratorio.

Figura 1:roca intacta

Masa Rocosa

Es el medio in situ que contiene diferentes tipos de discontinuidades como diaclasas,

estratos, fallas y otros rasgos estructurales.


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Figura 2: masa rocosa

Dependiendo de cmo se presenten estas discontinuidades o rasgos estructurales dentro

de la masa rocosa, sta tendr un determinado comportamiento frente a las operaciones

de minado.

2.2.2.2.- DISCONTINUIDADES DE LA MASA ROCOSA

Los principales tipos de discontinuidades presentes en la masa rocosa son:

Planos de estratificacin

Dividen en capas o estratos a las rocas sedimentarias.

Figura 3: plano de estratificacin

Fallas

Son fracturas que han tenido desplazamiento. Estas son fracturas menores que se

presentan en reas locales de la mina o estructuras muy importantes que pueden

atravesar toda la mina.


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Figura 4:fallas

Zonas de corte

Son bandas de material que pueden ser de varios metros de espesor, en donde ha

ocurrido fallamiento de la roca.

Figura 5:zona de corte

Diaclasas

Tambin denominadas juntas, son fracturas que no han tenido desplazamiento y las que

comnmente se presentan en la masa rocosa.

Figura 6: diaclasa

Planos de foliacin o esquistosidad

Se forman entre las capas de rocas metamrficas dando la apariencia de hojas o lminas.

Figura 7:plano de foliacin o esquistosidad

Contactos litolgicos


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Que comnmente forman, por ejemplo, la caja techo y caja piso de una veta.

Figura 8:contacto litolgico

Venillas

Son rellenos de las fracturas con otros materiales.

Figura 9: venillas

Existen otros rasgos geolgicos importantes que deben ser tomados en cuenta, como:

Pliegues

Son estructuras en las cuales los estratos se presentan curvados., son intrusiones de roca

gnea de forma tabular, que se presentan generalmente empinadas o verticales.

Figura 10: pliegues

Diques


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Son intrusiones de roca gnea de forma tabular, que se presentan generalmente

empinadas o verticales.

Figura 11: Diques

Chimeneas

Denominados tambin cuellos volcnicos son intrusiones que han dado origen a los conos

volcnicos.

Figuras 12:chimeneas

2.2.2.3.- PROPIEDADES DE LAS DISCONTINUIDADES

Todas las discontinuidades presentan propiedades geomecnicas importantes que las

caracterizan y que influyen en el comportamiento de la masa rocosa. Estas propiedades

son principalmente:

Orientacin

Es la posicin de la discontinuidad en el espacio y es descrito por su rumbo y buzamiento.

Cuando un grupo de discontinuidades se presentan con similar orientacin son

aproximadamente paralelas, se dice que stas forman un sistema o una familia de

discontinuidades.


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Figura 13: orientacin

Espaciado

Es la distancia perpendicular entre discontinuidades adyacentes. ste determina el

tamao de los bloques de roca intacta. Cuanto menos espaciado tengan, los bloquessern ms pequeos y cuanto ms espaciado tengan, los bloques sern ms grandes.

Figura 14:espaciado

Persistencia

Es la extensin en rea o tamao de una discontinuidad.

Cuanto menor sea la persistencia, la masa rocosa ser ms estable y cuanto mayor sea

sta, ser menos estable.


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Figura 15: persistencia

Rugosidad

Es la aspereza o irregularidad de la superficie de la discontinuidad. Cuanta menor

rugosidad tenga una discontinuidad, la masa rocosa ser menos competente y cuanto

mayor sea sta, la masa rocosa ser ms competente.

Figura 16: rugosidad

Apertura

Es la separacin entre las paredes rocosas de una discontinuidad o el grado de abierto

que sta presenta. A menor apertura, las condiciones de la masa rocosa sern mejores y

a mayor apertura, las condiciones sern ms desfavorables.

Figura 17:apertura Relleno

Son los materiales que se encuentran dentro de la discontinuidad. Cuando los materiales

son suaves, la masa rocosa es menos competente y cuando stos son ms duros, sta es

ms competente.


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Figura 18: relleno

2.2.2.4.- CARACTERIZACIN DEL MACIZO ROCOSO

La cuantificacin de las caractersticas estructurales y Geomecnica de las rocas

circundantes a las estructuras mineralizadas, tienen una justificacin tcnica y econmicapara una explotacin racional, segura y rentable; su utilizacin est orientada para el

planeamiento y diseo, seleccin de equipos, diseo de la perforacin, voladura y

sostenimiento de labores mineras superficiales y subterrneas.

Para conocer la masa rocosa, hay necesidad de observar en el techo y las paredes de las

labores, las diferentes propiedades de las discontinuidades, para lo cual se debe primero

lavar el techo y las paredes. A partir de estas observaciones se podrn sacar conclusiones

sobre las condiciones geomecnicas de la masa rocosa.

Debido a la variacin de las caractersticas de la masa rocosa, el supervisor deber realizar

en forma permanente una evaluacin de las condiciones geomecnica, conforme avanzan

las labores, tanto en desarrollo como en explotacin.

En situaciones especiales, el supervisor deber realizar un mapeo sistemtico de las

discontinuidades, denominado mapeo geomecnica, utilizando mtodos como el

registro lineal, para lo cual deber extender la cinta mtrica en la pared rocosa e ir

registrando todos los datos referidos a las propiedades de las discontinuidades, teniendo

cuidado de no incluir en ellos fracturas producidas por la voladura.

Los datos se irn registrando en formatos elaborados para este fin, luego sern

procesados y presentados en los planos de las labores.

2.2.2.5.- CLASIFICACIONES GEOMECNICAS

Clasificacin Geomecnica de Bieniawski - RMR (1989)

Los parmetros de clasificacin para obtener el RMR son: Resistencia compresiva de la

roca intacta. ndice de calidad de la roca - RQD. Espaciamiento de las discontinuidades

Condicin de las discontinuidades

Persistencia o longitud de la discontinuidad


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Apertura o espacio abierto que presenta una discontinuidad.

Rugosidad o aspereza del plano de discontinuidad

Relleno o material que se encuentra dentro de la discontinuidad.

Alteracin o grado de descomposicin de la masa rocosa. Condiciones de agua

subterrnea. Correccin por orientacin.

Estos factores se cuantifican mediante una serie de parmetros, cuya suma, en cada caso

nos da el ndice de calidad del RMR, que vara de 0100.

Los objetivos de esta clasificacin son:

Determinar y/o estimar la calidad del macizo rocoso.

Dividir el macizo rocoso en grupos de conducta anloga Proporcionar una buena

base de entendimiento de las caractersticas del macizo rocoso.

Facilitar la planificacin y el diseo de estructuras en roca, proporcionando datos

cuantitativos necesarios para la solucin real de los problemas de ingeniera.

Se clasifican rocas en 5 categoras en cada categora se estiman los valores de

cohesin y el ngulo de friccin interna del macizo rocoso.

2.2.2.6.- MAPEO GEOMECNICO

Es aquel que contiene informacin geolgica- geotcnica de parmetros que afectan al

macizo rocoso y que pueden o no generar inestabilidad en las labores mineras.

El mapeo Geomecnica contiene la caracterizacin geotcnica de la roca de acuerdo a la

clasificacin Geomecnica correspondiente, pero, adems debe contener informacin detipo estructura, informacin de prospeccin Geomecnica, informacin de mecnica de

rocas, monitoreo, controles, entre otros.

El resultado del mapeo Geomecnica debe servir para recomendar un tipo de excavacin

ideal que no produzca inestabilidad. Sirve, adems, para modelar la excavacin y disear

el minado adecuado.

Finalmente, sirve tambin para disear un sostenimiento adecuado a las condiciones

Geomecnica de la roca: calidad y oportunidad.


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2.2.2.7.- SOSTENIMIENTO CON CUADROS DE MADERA.

Segn el manual de sostenimiento:

El sostenimiento con madera fue el smbolo del minado subterrneo hasta antes que se

hayan desarrollado las nuevas tecnologas de sostenimiento. Actualmente el sostenimiento

con madera tiene menor importancia frente a los avances que han habido en las tcnicas de

control de la estabilidad del terreno; sin embargo, tiene gran significancia histrica debido

a que fue introducida hace varios siglos. En algunas minas peruanas la madera an sigue

siendo utilizada como elemento de sostenimiento, principalmente en el minado

convencional de vetas. Su rol es proteger la excavacin contra la cada de rocas, debido a

la separacin de la roca de los contornos de la misma o a lo largo de planos de debilidad,

causados por la intemperizacin y fracturamiento del terreno debido a la voladura y otros

factores.7

En la actualidad, la madera se utiliza por su adaptabilidad a todo tipo de terreno, por su

versatilidad para soportar todo tipo de esfuerzo y por sus caractersticas de deformabilidad,

lo cual permite detectar en forma temprana los desplazamientos hacia el interior de la

excavacin. En emergencias su uso como sostenimiento es muy valioso. Sus

inconvenientes son: costo relativamente alto, elevado uso de mano de obra por el tiempo

comparativamente largo de su instalacin, limitada duracin (puede descomponerse) y

riesgo de fuego.7

Cuando se usa la madera como elemento de sostenimiento es importante tomar en cuenta

que:

La madera seca dura ms que la fresca o hmeda.


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La madera sin corteza dura ms que aquella que conserva la corteza.

La madera tratada o curada con productos qumicos con la finalidad de evitar su

descomposicin, dura ms que la no curada.

La madera en una zona bien ventilada dura ms que en una zona hmeda y caliente.

2.2.2.8.- TIPOS DE ESTRUCTURAS DE MADERA PARA EL SOSTENIMIENTO.

- PUNTALES.- Es el tipo ms comn de sostenimiento, donde un simple poste de

madera es fijado verticalmente en una abertura para sostener el techo o

perpendicularmente al buzamiento de una veta para sostener la caja techo (en

buzamientos echados) o ambas, la caja techo y la caja piso (en buzamientos

empinados), previniendo as la falla de la roca y el cierre de la excavacin. Para el

sostenimiento de las falsas cajas en vetas angostas, los puntales son elementos

valiosos.7

Imagen 3.1. Formas de usar un puntal de madera

Fuente: Manual de sostenimiento - CMH

Los puntales son miembros compresivos con rangos de resistencia de 7 a 10 MPa,

construidos de madera redonda de 5 a 10 de dimetro y longitudes que no deben superar

los 3.5 m, para evitar su pandeo y prdida de resistencia.

La seccin circular de un puntal ofrece una mayor capacidad portante que las secciones

cuadradas. El espaciamiento de los puntales depender de las caractersticas de la roca y

del tamao del puntal.7

- PAQUETES DE MADERA (WOOD PACKS).

Cuando los puntales de madera no son suficientes para soportar el techo de una excavacin,


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una alternativa de soporte es el uso de paquetes de madera. Este tipo de soporte es

particularmente eficiente cuando se desarrollan fallas extensivas sobre el techo del tajeo,

donde un gran peso muerto de la roca necesita ser soportado. Su uso est asociado al

mtodo de minado por corte y relleno descendente y tambin al mtodo de cmaras y

pilares, puesto que stos pueden ayudar a complementar el sostenimiento con pilares

naturales e incluso permitir la recuperacin parcial de los pilares de mineral.6

Existen varias configuraciones de paquetes de madera, lo importante de todas ellas es que

tengan la mayor cantidad de rea slida efectiva resultante del proceso de acomodamiento

de la madera, puesto que a mayor rea efectiva, mayor ser la capacidad portante del

paquete. Una configuracin de un paquete de madera que se est utilizando con xito en

nuestro medio es el que se muestra en las Figuras. En este caso los cuadros rectangulares

o unidades del paquete tienen 0.45 m x 1.20 m (dimensiones externas), construidos conmadera cuadrada de 6 de lado. Un paquete armado con estas unidades tiene un rea

efectiva de soporte 2 de 0.63 m y puede desarrollar una capacidad de soporte de 90 Ton.7

Imagen 3.2 Wood packs, forma correcta de armarlos.

Fuente: Manual de sostenimientoCMH

- CUADROS.

stos son utilizados para sostener galeras, cruceros y otros trabajos de desarrollo, en

condiciones de roca fracturada a intensamente fracturada y/o dbil, de calidad mala a muy

mala y en condiciones de altos esfuerzos. Si las labores son conducidas en mineral, el

enmaderado debe ser ms sustancial para mantener la presin y el movimiento de roca en

los contornos de la excavacin.7


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Los principales tipos de cuadros que usualmente se utilizan son: los cuadros rectos, los

cuadros trapezoidales o denominados tambin cuadros cnicos y los cuadros cojos. Todos

estos son elementos unidos entre s por destajes o por elementos exteriores de unin,

formando una estructura de sostenimiento.7

- CUADROS RECTOS.

Son usados cuando la mayor presin procede del techo. Estn compuestos por tres piezas,

un sombrero y dos postes, asegurados con bloques y cuas, en donde los postes forman un

ngulo de 90 con el sombrero. En ciertos casos los postes van sobre una solera. Estos

cuadros estn unidos por los tirantes, los cuales determinan el espaciamiento de los

mismos, que vara de 2 a 6 pies segn la calidad del terreno. Para completar el

sostenimiento se adiciona el encribado en el techo, generalmente con madera redonda y elenrejado en los hastiales con madera redonda, semiredonda o entablado.7

En labores de avance horizontales o subhorizontales, los postes son instalados

verticalmente y en labores con buzamiento (en mineral), los postes son instalados en forma

perpendicular al buzamiento, de tal manera que el sombrero quede paralelo a las cajas.7

Imagen 3.3 - cuadros rectos.


- CUADROS CNICOS.

Son usados cuando la mayor presin procede de los hastiales. La diferencia con los cuadros

rectos, solo radica en el hecho de que en los cuadros cnicos se reduce la longitud del

sombrero, inclinando los postes, de tal manera de formar ngulos de 78 a 82 respecto al


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piso, quedando el cuadro de forma trapezoidal.7

Imagen 3.4 - cuadros cnicos.


- CUADROS COJOS.

Estos estn compuestos por solo un poste y un sombrero. Se utilizan en vetas angostas

menores de 3 m de potencia. Su uso permite ganar espacio de trabajo.

Pueden ser verticales o inclinados segn el buzamiento de la estructura mineralizada. Estoscuadros deben adecuarse a la forma de la excavacin para que cada elemento trabaje de

acuerdo a las presiones ejercidas por el terreno.7

Imagen 3.5 - cuadros cojos.

Fuente: Manual de sostenimientoCMH


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CAPITULO III

PRESENTACION, ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

3.1.- Clasificacin Geomecnica de Bieniawski - RMR (1989)

Los parmetros de clasificacin para obtener el RMR son: Resistencia compresiva de la

roca intacta. ndice de calidad de la roca - RQD. Espaciamiento de las discontinuidades

Condicin de las discontinuidades

A) Obtencin del valor de la Resistencia a la Compresin Simple (RCS)

La obtencin de la resistencia a la compresin simple se dio a partir del nmero de rebotes

aplicado a la roca con el martillo de Smith y el peso especfico seco de la roca grantica de

2.6gr/cm3equivalente a 25.5KN/m3segn

distancia 10 20 30 40 50 60 70 80 90derebotes

28 30 32 30 29 34 28 34 30

distancia 100 110 120 130 140 150


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derebotes

28 26 30 32 26 30

de rebotes promedio

de Rebotes = 2 8 + 3 0 + 3 2 + 3 0 + 2 9 + 3 4 + 2 8 + 3 4 + 3 0 + 2 8 + 2 6 + 3 0 + 3 2 + 2 6 + 3 015

de Rebotes = 29.8 = 30

Segn la tabla de relacin del peso especfico y el nmero de rebotes nuestra RCS que se determina es

de 55MPa


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TABLA:para calcular la resistencia a la compresin simple

Dando una valorizacin de 7


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B) Obtencin del valor del RQD

ndice de la calidad de la Roca(Rock QualiTy Index) el cual se definir por RQD y se define

como el porcentaje representado por la sumatoria de longitudes de tramo de ncleo de

barrenos de diamante que se recupera en longitudes enteras 10 cm dividida entre lalongitud total barrenada.

= 100

100%

Y segn la siguiente tabla de acuerdo a la calidad de la roca

Para tal caso de la Mina Ricotona se le dio un Valor de 13C) Obtencin del Valor de acuerdo a la Distancia entre las discontinuidades

Segn la siguiente tabla donde el valor mximo es 20

Para el caso de la Mina Ricotona se ha visto unos espaciamientos entre discontinuidades

entre 60cm y 2cm para tal caso se le dio un valor igual a10

D) Obtencin del valor segn el estado de las discontinuidades

Se observa que se valoriza entre valores de 0 30 segn sea la condicin de la

discontinuidad


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De acuerdo a las apreciaciones en la mina Ricotona

Dando una valorizacin de17

E) Obtencin de la valorizacin de acuerdo a la aguas Freticas

De acuerdo a las apreciaciones en la mina Ricotona

Dando un Valor de 20

Y ACUERDO ALAS CORRECCIONES POR DISCONTINUIDADES

Dando un valor de-17

Estos factores se cuantifican mediante una serie de parmetros, cuya suma, en cada caso

nos da el ndice de calidad del RMR, que vara de 0100.


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Ya esto se le suma las correcciones

Para el caso de la mina Ricotona nos da una puntuacin 50 consideramos lo siguient

Los objetivos de esta clasificacin son:

Determinar y/o estimar la calidad del macizo rocoso.

Dividir el macizo rocoso en grupos de conducta anloga Proporcionar una buena

base de entendimiento de las caractersticas del macizo rocoso.

Facilitar la planificacin y el diseo de estructuras en roca, proporcionando datos

cuantitativos necesarios para la solucin real de los problemas de ingeniera.

Se clasifican rocas en 5 categoras en cada categora se estiman los valores de

cohesin y el ngulo de friccin interna del macizo rocoso.


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3.2.- SELECCION DEL TIPO DE SOSTENIMIENTO

La mina Ricotona presenta una masa rocosa de media a dura, siendo las rocas de clasificacin

gnea, por lo cual la estabilidad de la labor no necesita sostenimiento en el primer tramo, porque

las filtraciones de agua son menos.

En el tramo 2 y 3 la filtracin de agua es bastante por lo cual la roca es propenso a caer a

la labor, para ello en se realizara un sostenimiento con cuadros de madera y puntales,

solamente en los lugares donde existen mayor debilitamiento.

CUADROS DE MADERA.

Utilizar cuadros de madera y puntales de madera, para estabilizar y prevenir la cada de

rocas en la mina Ricotona Lambrama 2015.


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E. CONCLUCIONES

Con la aplicacin de la geomecnica se determin el sistema de sostenimiento adecuado en la

mina Ricotona de Lambrama, haciendo los anlisis necesarios de los parmetros geomecnicos

de RMR y RQD los cuales determinaron sostenimiento con cuadros y puntales de madera.

Las caractersticas del macizo rocoso son las que determinaron el sostenimiento con cuadros de

madera, adems este tipo de sostenimiento se realizaran en los lugares especficos de la labor

minera donde la labor es ms inestable.

Los elementos de sostenimiento garantizara la estabilidad de la labor Ricotona por un periodo de

tiempo necesario para la extraccin del mineral.

F. RECOMENDACIONES

Se sugiere considerar que se realicen un sistema de drenaje de aguas, ya que en la labor

de operacin la filtracin de agua es bastante.

Se sugiere tener en cuenta la evaluacin constante de los comportamientos del macizo

rocoso ya que esta propenso a debilitarse por la presencia de agua.

Se debe realzar la capacitacin constante a los trabajadores, que estn propenso a la cada

de rocas.


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G.

ANEXOS

5. FUENTE DE INFORMACION

TESIS (2009),Evaluacin y Optimizacin del sostenimiento con cimbras en minera subterrnea,

FACULATAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINERA Y METALURGICA.

TESIS (2011),Desprendimiento de rocas que generan accidentes fatales en la minera Peruana,

UNIVERSIDAD NACIONALSANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO FACULTAD DE INGENIERIA DE

MINAS GEOLOGIA Y METALURGIA.

LOPEZ, C. 1998. Manual de Ingeniera De Tneles. Instituto Tcnico superior de ingenieros de

minas. Madrid.

GONZALEZ DE VALLEJO, I. 1998 Las clasificaciones geomecnica para tneles. Instituto Tcnico

superior de ingenieros de minas. Madrid.

BIENIAWSKI, Z.T. 1989. Engineering Rock Mass Classifications .Wiley. New York, vol1.BUSTAMANTE, A. 2010. Geomecnica aplicada en la prevencin de prdidas por cada de rocas

mina Huanzal-Ca. Minera Santa Luisa S.A. Per. Revisado de: http://biblioteca.universia.net/


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6.

MATRIZ DE CONSISTENCIA

PROBLEMA

GENERAL

OBJETIVOS GENERAL HIPOTESIS VARIABLE METODOLOGIA

De qumanera lageomecnicainfluir en elsostenimientode la labormineraRICOTONA2015?

Determinacin delsistema de sostenimientode acuerdo a laidentificacin de laresistencia a lacompresin.objetivos especficos

-Determinar la resistenciaa la compresin simple del

macizo rocoso estudiada.- Proponer un criterio dediseo para la excavacinde la labor.- Proponer el tipo desostenimiento que puedarealizarse segn el estudiodel macizo rocoso.

La hiptesis delpresente trabajo deinvestigacin, es con elfin de demostrar lagran utilidad laaplicacin de lageomecnica en laoperacin de la mina laRicotona y por lo tantoser como un control

de la ocurrencia deaccidentes.

V independientesAplicacin de lageomecnica enla minaRICOTONA.V dependientes:Tipo desostenimientoque se realizaraen la labor minera

LA RICOTONA.

Tipo de investigacin

Se trata de unainvestigacin aplicadadel tipo descriptivo.

nivel de investigacin

Se trata de unainvestigacinaplicada del tipo

descriptivo y noexperimental por losobjetivos q persigue.mtodo deinvestigacinEl mtodo que seutiliza es descriptivo yexplicativo.


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a) Planos de la mina Ricotona

PLANO 1: De ubicacin la mina la Ricotona


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PLANO 2: Plano topogrfico del interior de mina vista en planta

PLANO 3: Plano de los tramos de la mina Ricotona.


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b)

Fotos de la mina Ricotona

c)

Fotos de la mina Ricotona

Bocamina de la Ricotona Drenaje de agua de la mina

Interior mina Sostenimiento con madera

Campamento de la mina Ricotona Mina la Ricotona

geomecanica aplicada para el sostenimiento de la mina ricotona .pdf

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